[發明專利]一種木質纖維素降解微生物菌劑及其制備方法和應用有效
| 申請號： | 202310705740.4 | 申請日： | 2023-06-15 |
| 公開（公告）號： | CN116463270B | 公開（公告）日： | 2023-08-15 |
| 發明（設計）人： | 張璐;劉笑語;邱茗;馮雪晴;申文杰 | 申請（專利權）人： | 北京林業大學 |
| 主分類號： | C12N1/20 | 分類號： | C12N1/20;C12N1/14;C12N11/10;C12N11/04;C05F11/08;C05F17/20;C05F17/50;C05G3/00;C12R1/07;C12R1/465;C12R1/645 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 木質 纖維素 降解 微生物 及其 制備 方法 應用 | ||
本發明公開了一種木質纖維素降解微生物菌劑及其制備方法和應用，屬于固體有機廢棄物處置和資源化利用領域。所述微生物菌劑包括解淀粉芽孢桿菌（
技術領域
本發明涉及固體有機廢棄物處置和資源化利用領域，特別是涉及一種木質纖維素降解微生物菌劑及其制備方法和應用。
背景技術
林業剩余物是城市綠化建設中園林植物自然凋落物（枯枝、落葉等）、人工綠化修剪物以及其他行業副產品（木質廢棄物）等的統稱。隨著生態環境建設和綠化工作開展，園林綠化廢棄物總量逐年遞增。堆肥是處理林業剩余物的較為經濟實用的方法。經過堆肥后，有機物被轉化為穩定、衛生且具有優良的物理結構和養分含量的堆肥產品（Mistry?etal.,?2023）。這些堆肥產品可被用作植物或作物的栽培基質或土壤改良劑，進而減少植物或作物栽培過程中對化石燃料基肥料的依賴（Mohamed?et?al.,?2022）。但是，林業剩余物含有大量的木質纖維素（木質素，纖維素和半纖維素通過分子間作用力和化學鍵相互糾纏）限制了它的堆肥進程（Sajid?et?al.,?2022）。因此，林業剩余物的堆肥周期長，且難以獲得較高品質的堆肥產品。
堆肥技術是通過微生物群落的代謝作用降解復雜有機物。一般情況下，植物殘體中的半纖維素通過氫鍵與纖維素相連，木質素通過共價鍵與半纖維素連接后填充于纖維素和半纖維素間的空隙，三種物質相互糾纏，形成較為穩定的結構（閆智培等，2014）。因此，林業剩余物中木質纖維素的降解需要由多種具有特異性的微生物協同完成。綜上所述，在林業剩余物堆肥過程中增加具有特定功能的微生物的數量和種類可以有效加快堆肥進程（華彬彬，2017）。接種外源菌劑是增加特定功能微生物數量的主要方式，可以有效提高堆肥效率，縮短堆肥周期（崔宗均等，2002；李瑜等，2008）。研究證明，在堆肥初期接種復合微生物菌劑可以直接增加堆肥過程中功能微生物的數量和活性，提高堆肥效率（Zhu?et?al.,2021）。同時，較多的研究表明復合菌劑對降解復雜有機物（如多氯聯苯、多環芳烴、木質纖維素等）的效果遠遠強于單一菌株（華彬彬，2017；Mikeskova?et?al.，2012；王宇等，2009）。Huang?et?al.（2022）研究證明，
然而，當前常用于堆肥的微生物菌劑多為液態，其中包含的微生物處于游離態，易受外界環境中溫度、pH值、鹽、重金屬等影響（張小紅等，2021）。故而，堆肥過程中微生物菌劑存在生物活性和數量難以長期保持的問題。凝膠包埋法是指利用傳質性能好、對生物毒性小的天然高分子載體材料，將分散的、游離的生物催化劑（細胞或酶）固定在限定空間區域的一項技術，是提高微生物和酶制劑對不利的外界環境變化的抗性的常用方法（許奕敏，2020）。凝膠包埋法不僅可以提高微生物細胞濃度，使微生物保持較高活性（元妙新，2011），還可以增強微生物對環境的適應能力和對有機物的降解能力（陸佳靚，2014；元妙新，2011；韓嘉碧等，2020；王娟等，2021；吳夢莉等，2021）。因此，采用凝膠包埋法將菌劑制備成具有一定機械強度的菌體小球，可以有效降低堆肥過程中環境對微生物菌劑的影響，延長微生物菌劑在堆肥過程中的作用周期，進而提高木質纖維素降解率。
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